Gewisselde meters: een veelvoorkomende aansluitfout

1 · Voorspel

Als een voltmeter per ongeluk in serie wordt aangesloten (waar de amperemeter hoort) en een amperemeter parallel (waar de voltmeter hoort), wat gebeurt er met de stroom door de weerstand, welke weerstand je ook kiest?

• De stroom is altijd nul — de enorme weerstand van de serievoltmeter blokkeert de schakeling volledig.
• De schakeling werkt nog normaal, alleen met minder nauwkeurige aflezingen.
• De stroom wordt gevaarlijk groot.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling meters-swapped en druk op Herstel. De voltmeter staat (onjuist) in serie; de amperemeter staat (onjuist) parallel over de weerstand.
2. Zet de stroomaflezing op de weerstand aan.
3. Stel voor elke meting de waarde van R1 in en noteer de stroom door de weerstand.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de stroom I (y-as) uit tegen R1 (x-as). Ligt de lijn plat op nul?

4 · Analyseer

1. Een ideale voltmeter in serie werkt als een open schakeling (in wezen oneindige weerstand), dus er kan nergens in de lus stroom vloeien, wat de waarde van R1 ook is.
2. Leg uit waarom de serievoltmeter — bedoeld om te meten zonder stroom te trekken — juist alle stroom blokkeert als hij het enige beschikbare pad is, en waarom de spanning over de weerstand daardoor ook nul afleest.

5 · Verdiep

1. De parallelle amperemeter (0 Ω) kortsluit de weerstand feitelijk: stroom vloeit bij voorkeur door de amperemeter in plaats van R1. In een echte schakeling met een niet-ideale (maar nog steeds laagohmige) amperemeter kan deze fout gevaarlijk hoge stroom trekken en de meter beschadigen. Leg uit waarom 'stroom meten met een amperemeter parallel' een echt aansluitrisico is, niet alleen een theoretische bijzonderheid.
2. Als je een schakeling bouwde en overal nul stroom vond met een goed werkende batterij, wat zou het controleren van de plaatsing van je voltmeter je vertellen over een mogelijke aansluitfout?

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde